Principios Fundamentales de Electroquímica: Componentes y Mediciones de Potencial

¿Cuáles son las partes carácterísticas de una celda electroquímica de corriente continua, para que circule una corriente?
Para que circule la corriente en una celda electroquímica de corriente continua debe constar de dos electrodos (ánodo y cátodo)
Que puedan ser conectados entre sí por un conductor metálico, y deben estar sumergidos cada uno en una disolución formada por electrólitos, además las disoluciones deben estar conectadas entre sí, por medio de un puente salino.

¿Cuáles son las propiedades de un electrodo de referencia ideal?-
Su potencial relativo sea constante y conocido - Sea insensitivo a la composición de la disolución - Sea reversible y que obedezca la ecuación de Nernst. - Siempre retorne a su potencial original después de someterlo a una corriente pequeña - Su composición sea estable a cambios en temperatura. - Fácil de construir, de materiales y reactivos ordinarios. - Estable. Potencial constante durante periodos largos de tiempo

Indique cuales son las ventajas de utilizar un pH-metro en una titulación ácido base potenciométrica para un ácido débil o un ácido fuerte sobre una titulación de análisis clásico utilizando un indicador. ¿Qué puedo determinar con esta técnica?
La medida directa de disoluciones de ácidos débiles o ácidos fuertes con un electrodo sensible al pH produce valores de pH muy diferentes debido a que ambos ácidos presentan diferente grado de disociación. Por otro lado, las titulaciones potenciométricas ácido-base muestran un punto final de equivalencia mas preciso que el método que utiliza un indicador. Además, permite la titulación de disoluciones coloreadas o turbias. Permite determinar constantes de disociación de ácidos débiles y las concentraciones respectivas para cada ácido.

¿Cuál es la razón que los electrodos de platino en una celda conductimétrica estén separados por 1 cm, y que cada área superficial sea de 1 cm2? ¿Qué función tiene que los electrodos estén platinados?
Debido a la incomodidad experimental, nunca se realiza la medición directa de la conductancia equivalente (Λ). En su lugar, esta cantidad se determina indirectamente a partir de los datos de conductancia específica. Por definición, Λ será igual a la conductancia (L) cuando un equivalente gramo de soluto está contenido entre electrodos separados 1 cm. El volumen de disolución de 1 cm3 que contendrá un equivalente gramo de soluto, con esto podemos normalizar todas las medidas de conductividad a las dimensiones de la celda.
Los electrodos están platinados para aumentar su superficie efectiva, de este modo aumentan sus capacitancias y se reducen al mínimo las corrientes faradaicas, además también evitan la contaminación de la superficie evitando que se adsorban moléculas sobre la superficie.

Mencione las diferencias entre un electrodo metálico de primera clase y un electrodo metálico de segunda clase utilizados en equipos potenciométricos.
En un equipo potenciométrico un electrodo metálico de primera clase es un material metálico puro que da la señal analítica cuando está en equilibrio directo con su catión en disolución. En cambio, un electrodo de segunda clase es un metal que da la señal analítica a la actividad de un anión con el que forma un precipitado o un ion complejo estable.

1. Potencial de celda (E_celda):

Es el voltaje o diferencia de potencial eléctrico medida entre el ánodo y el cátodo de una celda electroquímica cuando la reacción redox ocurre espontáneamente.

Cómo se determina:

Se mide directamente con un voltímetro conectado entre los dos electrodos de la celda. También se puede calcular usando los potenciales estándar de reducción de cada electrodo: 𝐸 celda = 𝐸 cátodo − 𝐸 ánodo  ​ donde: E cátodo ​ es el potencial de reducción del electrodo donde ocurre la reducción. 𝐸 ánodo es el potencial de reducción del electrodo donde ocurre la oxidación (pero se usa el valor de reducción para ambos, se resta para obtener el potencial neto).

2. Potencial de semicelda Definición:

Es el potencial eléctrico medido en un solo electrodo (semicelda) cuando está en contacto con una solución que contiene su especie iónica correspondiente, y conectado a un electrodo de referencia.

Cómo se determina:

No se puede medir directamente porque se necesita un electrodo de referencia.
Se mide comparando el electrodo en estudio con un electrodo de referencia estándar (por ejemplo, electrodo estándar de hidrógeno). El potencial de semicelda se expresa como el potencial relativo a este electrodo de referencia.

3. Potencial de referencia Definición:

Es el potencial eléctrico constante y conocido de un electrodo que se utiliza como referencia para medir el potencial de otros electrodos. Ejemplos comunes: Electrodo estándar de hidrógeno (ESH), con potencial definido como 0 V. Electrodo de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl). Electrodo de Mercurio/calomel (Hg/Hg2Cl2).

Cómo se determina:

Se establece en condiciones estándar y es fijo (no cambia con la reacción). Permite medir potenciales relativos con precisión.

4. Potencial estándar de reducción (E°) Definición:

Es el potencial de reducción medido en condiciones estándar (25 °C, 1 atm, 1 M concentración) de una reacción redox específica, tomando como referencia el electrodo estándar de hidrógeno (0 V).

Cómo se determina

Se arma una celda con el electrodo de referencia estándar de hidrógeno (potencial 0 V). Se conecta el electrodo con la reacción de interés en condiciones estándar. Se mide el potencial de la celda; este valor corresponde al potencial estándar de reducción del electrodo en estudio.